激光器的发展历史

激光器是人类在20世纪重要的发明之一，它的发明经历了一个相当长的过程。

1900年，普朗克（M.Planck）提出能量子假说，精确的解释了黑体辐射规律，能量子的概念：物质吸收和发射电磁能量是一份一份进行的。

1905年，爱因斯坦为解释光电效应定律提出了光量子假说。爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律，更进一步的提出了光量子的概念。即光场或电磁场本身的能量是一份一份的，这一份一份的能量称为光子。按照爱因斯坦的假设，光子像原理、粒子等微观粒子一样，具有能量、动量和质量。爱因斯坦的光子理论将波动和粒子两种矛盾的属性统一到了一起，现在称光的这种属性称为“波粒二项性”。

1913年，丹麦物理学家玻尔建立氢原子结构模型，成功解释并预测了氢原子的光谱。在玻尔的氢原子结构模型中提出了原子运动的定态或能级，以及跃迁等重要的概念。氢原子存在一系列稳定的能态，可以从一个能态跃迁到另一个能态，同时伴随着特定频率的光子吸收和发射。

吸收和发射光的频率条件满足：hv=E₂-E₁，E₂-E₁ 是两个能量等级的差值，hv 为一个光子的能量。

1916年，爱因斯坦用光子的概念对黑体辐射的普朗克公式进行了重新推导。指出光与物质共振相互作用应该同时存在三个过程：自发辐射、受激辐射、受激吸收。

• 自发辐射：粒子自发的从高能态跃迁到低能态，同时发射一个光子的物理过程。
• 受激吸收：粒子吸收一个光子从低能态跃迁到高能态的物理过程。
• 受激辐射：粒子在外来入射光子的扰动下从高能态跃迁到低能态，同时产生一个与扰动光子一模一样光子的物理过程。

如果有足够多的微观粒子处在高能态，受激跃迁会发生连锁效应。1个光子产生2个光子，2个变成4个，受激辐射光子会呈现几何级数增长，最终会产生大量具有相同状态的光子，这样的光源是强相干光源。尽管如此在爱因斯坦提出受激发辐射概念后的30年内，人们并没有意识到受激辐射这一概念有什么实际用处。

1946年，布洛赫提出粒子数反转的概念。

1947年，兰姆和雷瑟福指出通过粒子数反转可以实现受激辐射，这时人们才重新认识到爱因斯坦在当年提出的受激辐射概念的重要性。

1948年，柏塞尔在实验上首次发现粒子数发转现象，处于能量高的粒子比处于能量比较低的粒子还要多。由于这一个发现柏塞尔与布洛赫共同获得1952年诺贝尔物理学奖。

1949年，卡斯特勒发明光泵，通过光照可使物质内的微观粒子实现粒子数反转状态，卡斯特勒因此在1966年获得诺贝尔物理学奖。

19521年，韦伯首先提出了在微波波段实现受激辐射的原理方案。

1954年，汤斯、普洛霍洛夫、巴索夫发明氨分子Maser(微波激射放大器)。

1958年，肖洛和汤斯在《物理评论》杂志上发表《红外区和光学激射器》的论文，论证将微波激射技术扩展到红外和可见光区的可能性，成为激光发展史上有重要意义的历史文献。

1960年，梅曼发明第一台激光器—红宝石激光器。

1961年，在王之江的主持下，成功研制了我国第一台红宝石激光器。

随后的若干年里，以气体、离子、玻璃半导体等为工作物质的激光器相继被制造出来，产生很多实际的应用。